보다 사실적인 3차원 시각화를 위한 후처리(Postprocessing)

웹에서 3차원 시각화에 대한 개발 문의가 있어 이와 연관된 모델을 시각화하는 예제를 간단히 만들어 보았고.. 아래의 영상은 그에 대한 결과입니다. 모델 데이터를 3차원으로 시각화하는 것은 상대적으로 복잡하지 않은데.. 이렇게 시각화된 장면을 보다 멋지게 표현되도록 다양한 효과를 적용할 필요가 있습니다. 아래의 화면은 먼저 모델을 시각화하고 몇가지 후처리를 통해 더욱 멋지게 보이도록 하였습니다.

아래는 다이아몬드에 대한 반짝거리는 효과를 중점적으로 적용한 영상입니다.

추가적으로 보석과 함께 금괴도 표현해본 영상입니다.

HDRI과 함께 3D 모델을 자연스럽게 시각화하기

HDRI는 조명으로써 매우 뛰어난 기능을 제공하면서 동시에 시각적인 배경으로도 사용될 수 있습니다. 그러나 HDRI가 배경으로 사용되면 3D 모델과 이질감이 느껴지는데 이런 이질감을 개선할 수 있습니다.

three.js에서 HDR 데이터를 이용한 배경 및 광원으로 사용하기

아래의 영상은 배경으로써의 HDRI를 모델과 함께 자연스럽게 표현하기 위해 작업한 코딩 결과입니다.

주변 환경을 비추는 객체 표현

환경맵(envmap)을 사용해서 주변 환경의 모습을 비추는 객체를 표현할 때 적용할 수 있는 코드입니다. 먼저 아무런 재질도 적용되지 않은 검정색 구체입니다.

위의 검정색 구에 주변 환경 이미지를 환경 맵 소스로 활용하는 코드는 다음과 같습니다.

const cubeRenderTarget = new THREE.WebGLCubeRenderTarget( 1024 );
this._mirrorSphereCamera = new THREE.CubeCamera( 0.05, 50, cubeRenderTarget );
this._scene.add( this._mirrorSphereCamera );
const mirrorSphereMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial( { envMap: cubeRenderTarget.texture } );
this._sphere.material = mirrorSphereMaterial;

환경맵을 생성하는 CubeCamera 객체의 상태가 변경될 경우… 예를들어 카메라의 위치 등이 변경될 경우 다음처럼 update 매서드를 호출해줘야 합니다.

this._mirrorSphereCamera.update( this._renderer, this._scene );

이 글에 사용된 코드와 결과는 Three.js에서 제공되는 예제 코드 중 webgl_animation_skinning_ik.html에서 환경맵 적용에 대한 내용만을 정리한 것입니다.

three.js의 RenderTarget 주요 코드 (WebGLRenderTarget)

이 글은 제가 추후 개발시 참조하기 위해 정리한 글로 설명이 매우 함축적일 수 있습니다.

three.js의 RenderTarget은 WebGLRenderTarget 타입으로 Texture 객체를 내부적으로 가지고 있는데, 이 Texture에 장면을 렌더링할 수 있다. 이름이 RenderTarget인 이유는 three.js의 렌더러(Renderer)의 렌더링 대상으로 지정될 수 있기 때문이며 렌더링 대상으로 지정하기 위해 사용되는 메서드는 setRenderTarget이다.

주요 코드를 정리한다. RenderTarget 객체를 생성하고 이 RenderTarget에 그려넣을 장면과 카메라 등을 준비하는 코드다.

_setupRenderTargets() {
    const rtSize = new THREE.Vector2(1024, 1024);
    const renderTarget = new THREE.WebGLRenderTarget(
        rtSize.width, rtSize.height, 
        {
            depthBuffer: false, stencilBuffer: false
        }
    );

    const fov = 75;
    const aspect = rtSize.width / rtSize.height;
    const near = 0.1;
    const far = 5;
    const camera = new THREE.PerspectiveCamera(fov, aspect, near, far);
    camera.position.z = 4;
        
    const scene = new THREE.Scene();
    scene.background = new THREE.Color(0x444444);

    const color = 0xffffff;
    const intensity = 1;
    const light = new THREE.DirectionalLight(color, intensity);
    light.position.set(-1, 2, 4);
    scene.add(light);

    const geometry = new THREE.BoxGeometry(1,4,1);
    const makeInstance = (color, x) => {
        const material = new THREE.MeshPhongMaterial({ color });
        const cube = new THREE.Mesh(geometry, material);
        scene.add(cube);
        cube.position.x = x;
        return cube;
    };

    const cubes = [
        makeInstance(0xff0000, -2),
        makeInstance(0x00ff00, 0),
        makeInstance(0x0000ff, 2),
    ];

    this._renderTargetsObject = { camera, scene, renderTarget, cubes };
}

RenderTarget은 Texture로 사용될 수 있으므로 다음처럼 재질의 map 속성의 값으로 지정될 수 있다.

const material = new THREE.MeshPhongMaterial({ 
    map: this._renderTargetsObject.renderTarget.texture 
});

RenderTarget도 렌더러에 의해 렌더링되어야 하므로 다음 코드가 필요하다.

this._renderer.setRenderTarget(this._renderTargetsObject.renderTarget);
this._renderer.render(this._renderTargetsObject.scene, this._renderTargetsObject.camera);
this._renderer.setRenderTarget(null);

결과는 다음과 같다.

[오프라인강좌 소개] three.js와 blender를 이용한 3D 인터렉티브 웹 개발

안녕하세요, GIS Developer 김형준입니다. 오는 10월 24일에서 26일 판교에서 3D 그래픽 웹 개발을 위한 three.js 라이브러리와 3차원 모델링 제작툴인 Blender를 활용한 3차원 인터렉티브 웹 개발에 대한 오프라인 강좌를 진행합니다. 소개 영상은 아래와 같습니다.

이번 강좌는 한국메타버스산업협회에서 주관하는 강좌로 교육비는 무료이며 수강신청은 아래 URL을 통해 가능합니다.

https://www.metaverse-campus.kr/lecture/viewAll.do?pageIndex=1&menu_idx=50&lecIdx=17&proIdx=147

참여 인원수에 제한이 있으므로 빠른 신청 부탁드리겠습니다. 감사합니다.